Οι επιστήμονες δημιούργησαν έναν ανιχνευτή σκοτεινής ύλης, ο οποίος έχει ήδη καταγράψει τα πρώτα σήματα

Ομάδα μηχανικών, αποτελούμενη από εκπροσώπους του Κέντρου Ικανότητας για τη Φυσική της Σκοτεινής Ύλης, μαζί με εκπρόσωποι του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας, ανέπτυξε με επιτυχία έναν εντελώς νέο ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων τύπος.

Και ο νέος ανιχνευτής έχει ήδη καταφέρει να καταγράψει δύο σήματα, τα οποία μπορεί κάλλιστα να αποδειχθούν σήματα σκοτεινής ύλης. Επίσης, τα καταγεγραμμένα συμβάντα μπορεί να είναι σήματα από αρχέγονες μαύρες τρύπες ή, γενικά, εκδήλωση εξωτερικής παρεμβολής. Θα ήθελα να τονίσω ότι τέτοια σήματα δεν μπορούν πλέον να καταγραφούν από κανέναν από τους υπάρχοντες ανιχνευτές.

Νέος ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων και οι προοπτικές του

Όπως γνωρίζετε, τα βαρυτικά κύματα δεν είναι τίποτα άλλο από διακυμάνσεις στο βαρυτικό πεδίο, οι οποίες διαδίδονται κυριολεκτικά σε ολόκληρο τον κοσμικό χώρο κατά μήκος του καμβά του χωροχρόνου. Και αυτά τα κύματα σχηματίζονται λόγω της κίνησης αντικειμένων με τεράστια μάζα (για παράδειγμα, μαύρες τρύπες).

Η ίδια η πιθανότητα ύπαρξης βαρυτικών κυμάτων είχε προβλεφθεί στη γενική σχετικότητα πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια. Αλλά κατάφεραν να επιβεβαιώσουν πειραματικά την πραγματικότητά τους μόνο το 2015 χάρη στη χρήση υπερευαίσθητων ανιχνευτές (παρεμπιπτόντως, ήταν για την πρώτη καταγραφή βαρυτικών κυμάτων στον κόσμο που απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ το 2017 έτος).

Οι βαρυτικές διαταραχές λοιπόν που καταγράφηκαν το 2015 ήταν το αποτέλεσμα της συγχώνευσης δύο μαύρων τρυπών σε μία.

Έκτοτε, τα όργανα έχουν επανειλημμένα καταγράψει βαρυτικές διαταραχές, αλλά, όπως οι συντάκτες του νέου ανιχνευτή, οι προηγούμενες γενιές συσκευών ήταν σε θέση να ανιχνεύουν εξαιρετικά χαμηλές συχνότητες αγανάκτηση. Και η ανίχνευση βαρυτικών διαταραχών υψηλής συχνότητας είναι ένα τρομακτικό έργο για τους σύγχρονους φυσικούς.

Και ο νέος ανιχνευτής είναι η πρώτη συσκευή του είδους της, η αποστολή της οποίας είναι να καταγράφει ακριβώς διαταραχές υψηλής συχνότητας. Και, στην πραγματικότητα, ο ανιχνευτής δεν είναι τίποτα άλλο παρά ένας συντονιστής ογκωδών ακουστικών κυμάτων, που υλοποιείται σε έναν ταλαντωτή χαλαζία.

Έτσι ένας δίσκος χαλαζία δονείται με αυξημένη συχνότητα όταν τον περνούν ακουστικά κύματα. Δεδομένου ότι ο χαλαζίας έχει πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα, τα ακουστικά κύματα μετατρέπονται σε ηλεκτρικές ώσεις που λαμβάνονται από ειδικές αγώγιμες πλάκες που συνδέονται με δίσκος χαλαζία.

Αυτά τα επιθέματα μεταδίδουν τους παλμούς που λαμβάνονται σε μια υπεραγώγιμη συσκευή παρεμβολής, στην οποία το σήμα ενισχύεται έτσι ώστε ο ανιχνευτής να μπορεί να το διορθώσει.

Ολόκληρη αυτή η δομή τοποθετείται σε ασπίδες ακτινοβολίας, σκοπός των οποίων είναι η προστασία από παρεμβολές από εξωτερική ακτινοβολία, και ψύχεται σχεδόν στο απόλυτο μηδέν.

Έτσι, ο ανιχνευτής που δημιουργήθηκε αποδείχθηκε ότι μπορεί να καταγράψει βαρυτικές διαταραχές με συχνότητες στην περιοχή των megahertz.

Οι επιστήμονες δοκίμασαν τη συσκευή που προέκυψε για 153 ημέρες και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου πραγματοποιήθηκαν δύο μεγάλες συνεδρίες, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν τον Μάιο και τον Νοέμβριο του 2019.

Κατά τη διάρκεια αυτών των δοκιμών, ο νέος ανιχνευτής κατάφερε να καταγράψει δύο από τα πιο σπάνια συμβάντα υψηλής συχνότητας. Διαταραχές που σημειώθηκαν στην περιοχή των 5 Hz καταγράφηκαν στις 12 Μαΐου και στις 27 Νοεμβρίου 2019.

Από πού ακριβώς προήλθαν τα καταγεγραμμένα σήματα, οι επιστήμονες δεν έχουν ιδέα, αλλά υπάρχει μια υπόθεση ότι τα σωματίδια σκοτεινής ενέργειας, τα οποία ονομάζονται WIMP, εισήλθαν σε αλληλεπιδράσεις με τον δημιουργημένο ανιχνευτή.

Αλλά οι επιστήμονες δεν αποκλείουν επίσης την πιθανότητα οι καταγεγραμμένες αλληλεπιδράσεις να είναι αποτέλεσμα της παρουσίας φορτισμένων σωματιδίων ή το αποτέλεσμα της συνήθους εκδήλωσης της συσσωρευμένης μηχανικής καταπόνησης στον ίδιο τον ανιχνευτή ή από μια εσωτερική ατομική διεργασία κρύσταλλο.

Παρά το γεγονός ότι υπάρχει κάποιο στοιχείο αβεβαιότητας, οι επιστήμονες εξακολουθούν να είναι γεμάτοι αισιοδοξία. Άλλωστε, το πείραμα έδειξε για πρώτη φορά ότι αυτές οι συσκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εξαιρετικά ευαίσθητοι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων.

Επίσης, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να τροποποιήσουν τον ανιχνευτή τους και να μπορούν να καταγράφουν διαταραχές ακόμη υψηλότερης συχνότητας. Και οι επιστήμονες θέλουν να χρησιμοποιήσουν τον ίδιο ανιχνευτή χαλαζία σε συνδυασμό με τον ανιχνευτή μιονίων των κοσμικών σωματιδίων.

Σας άρεσε το υλικό; Στη συνέχεια βαθμολογήστε το και μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!